2017년 6월 20일 화요일

광역 항법

광역 항법

광역 항법(광역 고봉, 영: area navigation)과는 항공기의 항법의 하나이며, 기상에 내장 항법 장치등을 갖추는 것으로, 종래의 무선 항법과 같이 항공 보안 무선 시설의 위치에 좌우되는 일 없이 루트를 설정하는 항법 시스템이다.RNAV[1](아르나브)(와)과도 생략해진다.

목차

개요

 
보르데메와 RNAV의 비교 1
도상：VOR/DME를 경유해 비행하는 항법
도 하：RNAV 루트를 비행하는 항법

종래의 항법 시스템으로는, 항공기는 지상의 VOR나 DME라고 하는 항행 원조 무선 표지(항공 보안 시설)에 의해서 규정되는 전파 항공로내를 비행하는 것이 요구되고 있었다.VORDME로 불리는 이러한 시설이 점재하고 있어, 우회의 루트를 강요당하거나 시간이나 연료 소비의 면에서 많은 단점이 있었다.

광역 항법으로는, 항로상의 무선 시설 이외에, 주로 관성 항법 장치를 사용해, 무선 시설로부터의 정보를 이용해 오차를 보정한다.그렇게 말한 각종 센서를 이용한 장치를 항공기에 장비시키는 일로, 무선 시설에 의지하지 않아도 스스로의 위치를 파악할 수 있도록 했다.또한 근래에는, 전지구 측위 시스템(GPS)이나 GPS의 오차를 정지위성이나 기상・지상 시설에서 보정・보강하는 시스템인 위성 측위 시스템(GNSS)도 이용되고 있는[2].

이것에 의해 무선 시설의 위치에 관계없이 비행 루트의 설정이 가능하게 되어, 비행의 자유도가 높아진다.

이점

항행 원조 무선 표지(VOR등 )의 위치에 묶이지 않게 된다.
항공기는 목적지까지의 최단 경로를 비행하는 것이 이상상은 가능해져, 시간이나 연료의 절약을 기대할 수 있다.또, 무선 시설끼리를 직선적으로 묶은 좁은 항공로에 묶이지 않기 때문에, 항공로의 혼잡이 해소되어 안전성도 높아진다.무선 시설 상공의 날씨나 지형에 좌우될 우려가 없어지기 위해, 취항율도 높아진다.
항법 정도가 향상한다.
항법 정도가 향상하면 루트간의 가로폭이나 전후 간격도 좁히는 것이 가능해져, 교통량의 증대에 대응할 수 있다.정도의 향상이 진행되면, 항공로(엔르트) 뿐만이 아니라 출발 경로・도착 경로로부터 진입이나 착륙까지 사용하는 것도 가능하게 되어, 종래, 지형등의 이유로부터 무선 시설을 설치할 수 없기 때문에 실시하는 것이 불가능했던 공항의 계기 출발・계기 진입까지 기대할 수 있다.지상의 무선 시설로부터의 전파는 지형 등에 차단해져 무감 지대가 생기지만, 광역 항법으로는 위성 항법이나 내장 INS라고 한 다양한 수단을 이용하는[3].
 
보르데메와 RNAV의 비교 2
착륙시에 활주로 가까이의 VOR/DME 상공을 한 번 경유하고 나서 되풀이하고 고도를 내리는 항법과 RNAV 루트에 의해서 활주로의 진입 코스에 직접 진행되는 항법.

다만, 실제로는 RNAV로 규정된 루트가 존재해, 출발지에서 목적지까지 최단 경로를 비행하는 것은 실현되지 않은[4][5][6].

현실에는 최단 경로의 실현보다, 루트를 VOR등에 묶이지 않고 늘리는 것에 중점이 놓여져 있어 반대로 이것을 이용해 VOR나 NDB등의 시설을 줄이게도 사용되고 있다.시설을 줄이면, 그 유지관리 비용도 감소시킬 수 있다.다만, RNAV가 강하게 의존하고 있는 GPS에 대해 항공 이외의 이유에 의한 신뢰성의 문제(후술의 RAIM 예측을 참조)가 있기 위해, 종래의 항법을 완전하게 옮겨놓는 것은 아니다.

역사

RNAV의 시스템은, 1960년대에 아메리카 합중국에서 개발되어 1970년대에 루트의 공시도 행해졌다.그러나, 1983년 1월, 미국은 지상 시설등에 의하지 않고 관성 항법 장치에 의한 방법을 선택했기 때문에, RNAV의 계획은 한 번 파기되었다.

그러나, 관성 항법 장치만으로는 오차도 크고, 큰 오차를 전제로 하면 항공로의 설정에도 한계가 있었다.게다가 항공의 발달에 의한 교통량의 증대로, 공역의 유효 이용의 강화를 재촉당해 거기서 RNAV의 시스템이 재검토되게 되었다.

비행 시험을 거듭하면서 당초는 VOR나 DME로 관성 항법 장치를 보정하는 방법으로, 또 GPS에 의한 보정도 받아들여지게 되었다.이 기위를 특정하기 위해서 보정하는 센서(VOR나 DME, 위성등)를 지정해 실시하는 항법을 SBN[7]이라고 한다.SBN의 단계에서는 항법 정도가 아직 어느 정도인가 확정되어 있지 않았기 때문에, 정도를 지정하지 않고 RNAV를 설정해 있었다.

SBN에 의한 운항을 계속하는 가운데 항법 정도의 평가를 할 수 있어 온 것으로부터, 다음 단계에서는 항법 정도를 지정한 PBN(Performance-Based Navigation)가 된다.그 배경에는, SBAS[8]인공위성이 다수 발사 되는 등, GPS의 정도가 옛날과는 비교도 되지 않을 정도 향상(보정)한 것도 줄 수 있다.

이러한 과정을 거치고, 2007년 4월에 RNAV의 시스템이 전면적으로 재검토되어 ICAO(국제 민간 항공기관)에 대해 국제기준이 결정되었다.이 국제기준은 ICAO PBN 메뉴얼(Doc 9613)로서 배포되고 있다.

일본에서는, 국제기준이 설정된 것을 받아 JAL이나 ANA가 2007년 9월에 본격적으로 운용하는 것을 발표한[9][10].

본격 운용 이전에는, 1992년 6월부터 평가용의 3개의 루트로부터 시작되어, 광역 항법의 운용 평가를 하고 있던[11].

게다가 GNSS 정도 향상을 위한 GBAS[12]도 개발되고 있어 미국등으로는 일부 실용화되고 있다.

항법 정도

항법 정도가 지정된 경로를 운항하려면 , 규정을 채우는 정도의 항법 장치를 갖춘 기체가 항공 당국(일본에서는 국토 교통성 항공국)의 검사에 의해서 그 인증을 받지 않으면 안 된다.항법 정도는, 횡방향・세로 방향의 오차는 전비행 시간중 적어도95%는 나타난 수치의 범위를 유지할 수 있는 성능이 요구되어 일본에서는 항법 정도의 수치별로 아래와 같은 종류의 RNAV가 있다.이하의 기술도 포함하고, 항공에 있어서의 「마일」은 「해리」(1마일=1852 m)이 이용되고 있다.

RNP10 (RNAV10)
항법 정도는 10마일.주로 해상등에 대해서 필요하게 되는[13].
RNAV5
항법 정도는 5마일.주로 엔르트에 대해서 필요하게 된다.유럽의 B-RNAV도 마찬가지이다.
RNAV1
항법 정도는 1마일.일부는 엔르트도 포함하지만, 주로 비행장 부근의 공역의 SID와 STAR에 대해서 필요하게 되는[14].미국에서의 구명칭은 US-RNAV Type-B.유럽이나 일부의 나라의 P-RNAV도 동의라고 생각해도 좋다.
항법 정도가 지정되지 않는 RNAV
RNAV의 평가 운용 시대에는 엔르트에 대해 RNP4 기준으로 책정되면서도, 정도를 지정하지 않는 RNAV 경로가 존재했다.일본의 RNAV 경로는 모두 정도를 지정해 재편되고 있다.일부의 나라에서는 아직 정도가 지정되지 않는 RNAV 경로가 터미널 공역・엔르트의 쌍방으로 존재한다.

미국에서는 한층 더 RNAV2(항법 정도 2마일, 구명칭US-RNAV Type-A, 주로 엔르트로 사용)도 운용되고 있다.일본에 RNAV2는 없지만, 후술의 「특별한 방식에 의한 항행」의 RNAV 허가 기준에 대해 RNAV1에 대응하는 것을 RNAV1/2로서 설정해 있기 때문에, 일본의 RNAV1가 허가된 항공기는 미국의 RNAV2의 비행이 가능하다.

이상의 1마일 이상의 항법 정도에 대해 반드시 위성을 이용할 필요는 없다.그러나, 계기 진입을 실시하기에 즈음해 한층 더 정도가 요구되는 RNAV/GNSS 진입도 실용화되고 있다.

RAIM 예측

항법 정도가 지정되어 있는 RNAV, 특히 RNAV1나 RNAV(GNSS) 어프로치에 대해서는, GPS의 사용이 정도 실현을 위해서 빠뜨릴 수 없다.그러나, GPS는 위성의 배치나 보수 작업, 당국의 형편등에 의해 필요한 정도를 보증할 수 없게 되는 경우가 있는[15][출전 무효].이 때문에, 항법 정도가 지정되어 있는 RNAV를 사용하는 공역에 있어서는, 요구되는 정도를 만족할 수 없는 시간이 발생할지를 예측할 필요가 있다.이 작업은 RAIM 예측으로 불린다.

RAIM 예측의 결과, 항법 정도를 만족할 수 없는 시간대가 발생할 전망이 있는 경우는, 그 취지 NOTAM에서 고지된다.지역에 따라서는, WWW등에서 확인할 수도 있다.해당하는 시간대에 있어서는, 그 전후에 있어서의 일정한 여유 시간을 포함해 RNAV는 사용할 수 없다.

RNAV 경로명

엔르트에 있어서의 국제 RNAV 경로의 이름은, ICAO가 각국과 조정해 결정하고 있어 L, M, N, P 중의 1 문자에, 1에서 999까지의 번호를 교부한 이름이 주어진다.국내 RNAV 경로의 이름은 각국을 독자로 결정되어 Q, T, Y, Z 중의 1 문자에, 1에서 999까지의 번호를 교부한 이름이 주어지는[3].

RNP

RNP[16]이란, 기상의 성능 감시 기능과 경보 기능을 필요로 하는 특별한 RNAV이다.일반적인 RNAV는 감시・경보 기능이 없기 때문에, 해상을 제외해 그 백업으로서 항공교통 관제용 레이더의 복역하가 아니면 항행할 수 없는데 대해, RNP는 레이더복역이 아니어도 항행할 수 있는 것이 큰 차이이다.

기준으로서는 엔르트용의 RNP4(항법 정도 4마일), 터미널용의 Basic-RNP1(항법 정도 1마일), 진입용의 RNP APCH(항법 정도 1마일), 진입용의 RNP AR APCH(항법 정도 0.3마일 또는 0.3마일 미만)가 설정되어 있지만, 본격적인 RNP 항행은 일본에 있어서 실현되지 않았다.

RNP AR APCH0. 3이 도쿄국제공항등에서 실험적으로 2012년부터 실시되고 있다.

참고에, 일찌기 RNP라는 말은 일반의 RNAV에 있어서의 「항법 정도 요건」의 의미로서 사용되고 있었던 시대가 있었다.지금도 일부에 그렇게 말하는 쓰여지는 방법을 하고 있는 문장이 있지만, 현행의 국제기준으로는 상기의 정의로 변경되고 있기 때문에, 주의가 필요하다.

일본

항공법으로의 취급해

일본의 광역 항법은 항공 법상 「DME, SBAS 그 외의 무선 시설로부터의 전파의 수신 또는 관성 항법 장치의 이용에 의해 임의의 경로를 비행하는 방식」이라고 정의되어[17], 허용 되는 항법 정도가 지정된 경로 또는 공역에 대해 실시하지 않으면 안 되는 항법이다.

본격적인 운용에 수반해, 광역 항법에 따르는 비행은 「특별한 방식에 의한 항행」의 하나로 여겨졌다.따라서 RNAV를 실시하려면 , 항공기가 필요한 성능 및 장치를 가지고 있는 것, 승무원, 정비원, 운항 관리자가 항행에 필요한 지식 및 능력을 가지고 있는 것, 실시 요령이 적절히 정해져 있는 것, 항행의 안전을 확보하기 위해서 필요한 조치를 강구할 수 있고 있는 것등에 대해서 운항자(즉 항공 회사등)가 국토 교통 대신의 허가를 받지 않으면 안 된다.

거리

일본의 RNAV 루트는4-6마일의 폭이나 지표의 장애물로부터의 수직 간격(최저 장애물 간격 고도, MOCA[18])등이 항공국 발행의 「비행 방식 설정 기준」으로 나타나고 있는[3].

항공 항법 용어

엔르트
항공로[19]나 제트 루트, 나오유키 경로, RNAV, 해상 트란지션에 비행장 근처로의 천이 경로(트란지션)까지 포함한 항공기의 통과하는 비행 구간중에서도 순항 부분을 포함하는 것의 총칭인[20][21].
보르데메(VORDME)
VOR와 DME를 병용 하는 항법 원조 무선 시설의 일종인[22].VOR와 TACAN의 병용으로 「VORTAC」라고 불리기도 하지만, 같은 역할을 이루어 있는[23].
천이점[24]
출발 공항 가까이의 SID나 도착 공항 STAR와 항공로와의 교차하는 점이며, 항공기는 천이점으로 공중의 가상적인 길인 공로를 갈아 타는[25].
CPDLC[26]
콘트롤러 파일럿간데이터 링크 통신여, 항공교통 관제 센터와 비행중의 항공기를 묶는 라디오 커뮤니케이션 시스템인[27].
SID[28]
IFR(계기 비행 방식)에 있어서의 표준 계기 출발 경로(표준 계기 출발 방식)여, 비행장 근처에 두어 출발시에 이용되는 경로, 고도, 제한 사항등에서 구성되는 항로이며, 그 쪽식 전체를 가리키는[27].
STAR[29]
IFR(계기 비행 방식)에 있어서의 표준 계기 도착 방식(표준 계기 도착 경로)여, 비행장 근처에 두어 도착시에 이용되는 경로, 고도, 제한 사항등에서 구성되는 항로이며, 그 쪽식 전체를 가리키는[27].
RVSM[30]
단축 수직 간격이란, 안전을 위해서 항공로안의 비행 고도는 2000피트 간격의 수직 거리가 설정되어 있지만, 플라이트 레벨을 정확하게 유지할 수 있는 기체가 증가했던 것에 대응하고, 1000피트 간격으로 설정을 반감시킨 것이다.RVSM 설정의 공역내를 비행하려면 , 독립한 2 계통의 고도 측정 시스템, 자동 응답 장치(트랜스폰더), 고도 감시 경보 시스템, 자동 고도 제어 시스템을 장비할 필요가 있는[31].
LNAV[32]
FMS(비행 관리 장치)를 이용해 수평 이동을 실시하는 항법이다.
VNAV[33]
FMS를 이용해 수직 이동을 실시하는 항법이다.
VFR[34]
유시계 비행 방식여, 파일럿이 봐 조종 하는 비행 방식인[35].
IFR[36]
계기 비행 방식여, 파일럿이 관제관의 지시에 상시 따라서 조종 하는 비행 방식이다.
VMC[37]
유시야 기상 상태여, VFR에 의한 비행으로는 필수 조건이 된다.3000미터 이상의 고도이고 8000미터 이상의 비행 시정이 있어, 비행기로부터 상하 300미터 이내와 수평 방향으로 1500미터 이내에 구름이 없다.3000미터 미만의 고도이고 5000미터 이상의 비행 시정이 있어, 비행기로부터 윗쪽 150미터 이내, 하부 300미터 이내와 수평 방향으로 600미터 이내에 구름이 없는[38].

각주

  1. ^영: aRea NAVigation
  2. ^여기서 말하는 GNSS와는 「하나 또는 그 이상의 위성군, 항공기의 수신기 및 시스템의 완전성 감시 기능을 포함해, 필요에 따라서 요구되는 항법 성능을 제공하기 위해서 보강된, 전지구적 위치 및 시간 결정 시스템」이라고 정의되고 있다(국토 교통성 항공국 「RNAV 항행의 허가 기준 및 심사 요령」).정의상은 개발중의 위성군(갈릴레이등 )의 실용화도 예 그리고 「하나 또는 그 이상의 위성군」이라고 하고 있지만, 실제로 운용되고 있는 위성 항법 시스템은 현재 미국의 GPS 뿐이다.따라서 현실에 이용 가능한 GNSS란, GPS와 그 보강을 포함한 시스템이라고 생각해도 좋다.
  3. ^ a b c소노야마, 비교하고, 109페이지
  4. ^소노야마, 비교하고,24-25페이지
  5. ^출발지에서 목적지까지 최단 경로를 비행하는 프레이 플라이트는 광역 항법의 궁극의 모습이지만, 만일 무수히 있는 활주로・공항간끼리를 직선적으로 묶으면, 그 루트는 기하급수적으로 방대한 수가 되어, 서로의 교점을 안전하게 통과할 수 있는 기술적・제도적인 정비가 아직 발전도상이기 위해, 실현에는 당분간 걸린다고 여겨진다
  6. ^소노야마, 비교하고, 108페이지
  7. ^영: sensor-based navigation
  8. ^영: satellite based augmentation system, 위성 항법 보조 시설(또는 정지위성형 위성 항법 보강 시스템).GPS의 정도를 향상하기 위한 정지위성을 이용하는 시스템.
  9. ^ "JAL, 신고 정도 항법(RNAV) 운항을 개시!". JAL 프레스 릴리스 제 07078호. 2007년 9월 25일 열람.
  10. ^ "고정밀도 항법(RNAV)의 본격 도입에 대해". ANA 프레스 릴리스 제 07‐108호. 2007년 9월 25일 열람.
  11. ^천정치; 나가오카 사카에(1993-05-26). "RNAV기의 횡방향 경로 일탈량의 해석". 전자 정보 통신 학회 기술 연구 보고 Vol. 93 (No. 66): pp. 9-15. NAID 110003289291. 
  12. ^영: ground-based augmentation system, 지상형 보강 시스템.지상 시설에 의해 GNSS를 보강하는 시스템.위성 이용 보다 더 자그마하게 보강을 실시할 수 있어 도착이나 진입 뿐만 아니라, 착륙의 단계에까지 사용 가능한 레벨을 목표로 하고 있다.
  13. ^본래 「RNP10」는 「RNAV10」라고 불려야 하는 것에서 만났지만, RNAV의 국제기준이 책정되기 이전으로부터 「RNP」의 이름으로 운용이 시작되어 있었기 때문에, 그대로 관습적으로 RNP10라고도 불리게 되었다.
  14. ^소노야마, 비교하고,22-31페이지
  15. ^술주정꾼 라이더의 혼잣말 GPS RAIM 예측 2014년 5월 14일 열람.RAIM 예측의 결과 RNAV 어프로치를 사용할 수 없었던 사례.
  16. ^영: required navigation performance
  17. ^항공 법시행 규칙-법령 데이터 제공 시스템(2012년 2월 25일 열람)
  18. ^영: minimum obstruction clearance altitude
  19. ^영: airway
  20. ^소노야마, 비교하고, 235페이지
  21. ^소노야마, 비교하고, 248페이지
  22. ^소노야마, 비교하고, 20 페이지
  23. ^소노야마, 비교하고, 109페이지, 261페이지
  24. ^영: transition point
  25. ^소노야마, 비교하고, 27 페이지
  26. ^영: controller pilot data link communications
  27. ^ a b c소노야마, 비교하고,235-241페이지
  28. ^영: standard instrument departure
  29. ^영: standard instrument arrival, 구칭: standard terminal arrival route。유럽에 모방해 2010년부터 일본에서도 명칭으로서 ICAO의 정식 용어인 standard instrument arrival이 이용되어 standard terminal arrival route은 구칭이 되었다.다만 미국에서는 현재도 후자를 정식명칭으로서 사용하고 있다.
  30. ^영: reduced vertical separation minimum
  31. ^소노야마, 비교하고, 33 페이지
  32. ^영: lateral navigation
  33. ^영: vartical navigation
  34. ^영: visual flight rule
  35. ^소노야마, 비교하고,18-19페이지 260페이지
  36. ^영: instrument flight rule
  37. ^영: visual meteorological condition
  38. ^소노야마, 비교하고, 18 페이지

참고도서

  • 소노야마 코우지저, 「비교하고 아는 항공 관제」, 히데카즈 시스템, 2011년 12월 25일 제 1판 제 1쇄발행, ISBN 978-4-7980-3198-9

관련 항목

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